CN110062696A - 多层膜 - Google Patents
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Abstract
本公开的实施例涉及多层膜,所述多层膜包括第一层,其以所述第一层的总重量计,由50至90重量%的聚烯烃弹性体和10至50重量%的聚苯乙烯形成;第二层,其以所述第二层的总重量计,由70至100重量%的所述聚烯烃弹性体和0至30重量%的所述聚苯乙烯形成;和第三层,其以所述第三层的总重量计,由50至90重量%的所述聚烯烃弹性体和10至50重量%的所述聚苯乙烯形成,其中所述第一层与所述第二层相邻并且所述第二层与所述第三层相邻。
Description
发明领域
本公开的实施例涉及可用于形成多层膜的多层膜方法。
背景技术
膜可用于许多应用,包括个人护理制品如尿布、训练裤、成人失禁产品和卫生产品等。业界一直致力于开发新的和改进的膜和/或方法,这些膜和/或方法可用于形成具有一种或多种期望特性的多层膜。
发明内容
本公开的多层膜包括第一层,其以第一层的总重量计,由50至90重量%的聚烯烃弹性体和10至50重量%的聚苯乙烯形成;第二层,其以第二层的总重量计,由70至100重量%的聚烯烃弹性体和0至30重量%的聚苯乙烯形成;和第三层,其以第三层的总重量计,由50至90重量%的聚烯烃弹性体和10至50重量%的聚苯乙烯形成,其中第一层与第二层相邻并且第二层与第三层相邻。
本公开的以上发明内容不旨在描述每个公开的实施例或本公开的每一个实施方案。以下描述更具体地例示说明性实施例。在整个申请的几个地方,通过实例列表提供指导,所述实例可以以各种组合使用。在每种情况下,所叙述的列表仅充当代表性的组而不应解释为排它性的列表。
具体实施方式
多层膜具有一种或多种期望特性以及可用于形成本文公开的多层膜的方法。如所提到,本文公开的多层膜具有一种或多种期望特性。举例来说,与其它膜相比,多层膜可具有改进的粘连。
粘连为膜的两个接触部分(例如片)之间的粘合。虽然不希望受理论束缚,但是由于膜的两个接触部分之间的范德瓦尔力和/或膜的相对较低分子量组分的存在向膜表面迁移,可能导致粘连。对于许多应用,粘连可能是不希望的膜特性,因为粘连会导致两个接触部分之间的摩擦增加。
一些先前的膜已经使用防粘连添加剂和/或增滑剂来减少粘连。然而,这些防粘连添加剂和/或增滑剂可沉淀到膜的主体中,从而降低其有效性。此外,使用这些防粘连添加剂和/或增滑剂可以导致一种或多种不期望的特性,如减少力,例如5%伸长率处的力或减少剥离力等。
本文公开了多层膜。本公开的实施例提供包括核心层的多层膜。核心层可以与第一表层和第二表层相邻。例如,核心层可以形成在第一和第二表层之间,例如,接触。换句话说,多层膜可以为A1BA2结构,其中A层对应于表层并且B层对应于核心层。A层可包含相同的组成。然而,一个或多个实施例提供A层在组成上不相同,即A1可具有不同于A2的组成。
以核心层的总重量计,核心层可包括70至100重量%(重量%)的聚烯烃弹性体。包括70重量%至100重量%的所有个别值和子范围;例如以核心层的总重量计,核心层可包括70、72.5、75、77.5或80重量%的下限至100、99.5、99、97或95重量%的上限的聚烯烃弹性体。
以核心层的总重量计,核心层可包括0重量%至30重量%的聚苯乙烯。包括0重量%至30重量%的所有个别值和子范围;例如以核心层的总重量计,核心层可包括0、0.5、1、3或5重量%的下限至30、27.5、25、22.5或20重量%的上限的聚苯乙烯。
以多层膜的总重量计,核心层可为多层膜的70重量%至90重量%。包括70重量%至90重量%的所有个别值和子范围;例如以多层膜的总重量计,核心层可为70、71、72、73、74或75重量%的下限至90、89、88、87、86或85重量%的上限。
核心层可具有15微米至60微米的厚度。包括15微米至60微米的所有个别值和子范围;例如核心层可为15、17.5、20、22.5或25微米的下限至60、57.5、55、52.5或50微米的上限。
以相应表层的总重量计,每个表层可各自分别包括50重量%至90重量%的聚烯烃弹性体。包括50重量%至90重量%的所有个别值和子范围;例如以表层的总重量计,表层可包括50、52.5、55、57.5或60重量%的下限至90、89.5、89、87或85重量%的上限的聚烯烃弹性体。
以相应表层的总重量计,每个表层可各自分别包括10重量%至50重量%的聚苯乙烯。包括10重量%至50重量%的所有个别值和子范围;例如以表层的总重量计,表层可包括10、10.5、11、13或15重量%的下限至50、47.5、45、42.5或40重量%的上限的聚苯乙烯。
如所提到,以相应表层的总重量计,每个表层可各自分别包括50重量%至90重量%的聚烯烃弹性体和10重量%至50重量%的聚苯乙烯。本公开的实施例提供可以在由聚烯烃弹性体形成的基质内形成的分散的聚苯乙烯相。因此,在挤出期间,聚苯乙烯区域可为高度伸长的并且有助于在由聚烯烃弹性体形成的基质内提供非常高的聚苯乙烯表面积与体积比。多层膜表面上的聚苯乙烯区域可有助于减少粘连。另外,聚苯乙烯区域可以增加表面粗糙度,这也可以减少粘连。此外,高度伸长的聚苯乙烯区域可以在多层膜的纵向上提供改进的硬化,这对于许多应用(例如离线层压的弹性膜)可以是合需要的。
有利地,与其它膜相比,本文公开的表层可以提供膜表面的减少的起皱和/或减少的微观纹理。
以多层膜的总重量计,每个表层可以各自分别为多层膜的5重量%至15重量%。包括5重量%至15重量%的所有个别值和子范围;例如以多层膜的总重量计,表层可为5、5.5、6、6.5、7或7.5重量%的下限至15、14.5、14、13.5、13或12.5重量%的上限。
每个表层可各自分别具有1微米至10微米的厚度。包括1微米至10微米的所有个别值和子范围;例如表层可为1、1.5、1.75、2或2.5微米的下限至10、9.5、9、8.5或8微米的上限。
多层膜可具有17微米至80微米的厚度。包括17微米至80微米的所有个别值和子范围;例如多层膜可为17、20.5、24、26.5或30微米的下限至80、76.5、73、69.5或66微米的上限。
如所提到,核心层和表层可各自分别包括聚烯烃弹性体。
如本文所用,“聚烯烃”是指烯烃聚合物。如本文所用,可称为“烯烃(alkene)”的“烯烃(olefin)”是指包括碳和氢并且具有至少一个双键的直链、支链或环状化合物。如本文所用,当聚合物或共聚物,例如聚烯烃弹性体被称为包含例如由烯烃形成时,存在于这种聚合物或共聚物中的烯烃是烯烃的聚合形式。举例来说,当称聚烯烃弹性体具有75重量%至85重量%的乙烯含量时,应理解聚烯烃弹性体中的聚合物单元在聚合反应中衍生自乙烯,并且以聚烯烃弹性体的总重量计,所述衍生单元以75重量%至85重量%存在。
如本文所用,“聚合物”具有衍生自一种或多种不同单体的相同或不同聚合物单元的两个或更多个,例如均聚物、共聚物、三元共聚物等。“均聚物”为具有相同聚合物单元的聚合物。“共聚物”为具有彼此不同的两个或更多个聚合物单元的聚合物。“三元共聚物”为具有三个彼此不同的聚合物单元的聚合物。“互聚物”是指通过聚合至少两种不同类型的单体而制备的聚合物。通用术语“互聚物”包括术语“共聚物”(其通常是指由两种不同单体制备的聚合物)以及术语“三元共聚物”(其通常是指由三种不同类型的单体制备的聚合物)。关于聚合物单元的“不同”指示聚合物单元彼此相差至少一个原子或异构不同。因此,如本文所用,共聚物的定义包括三元共聚物等。
如本文所用,“弹性体”是指在拉伸后基本上恢复其原始形状的材料。例如,在应用拉伸力时,弹性体在至少一个方向上(如横向)可拉伸,并且在拉伸力释放时,弹性体收缩/返回到约其原始尺寸。举例来说,拉伸材料的拉伸长度比其松弛的未拉伸长度大至少50%,并且在拉伸力释放后将恢复至其拉伸长度的至少50%内。假设的实例是一(1)英寸材料样品,其可拉伸至至少1.50英寸,并且在拉伸力释放后,将恢复到不大于1.25英寸的长度。
聚烯烃弹性体为基于烯烃的弹性体。聚烯烃弹性体可为烯烃嵌段共聚物,如乙烯/α-烯烃互聚物或丙烯/α-烯烃共聚物。
聚烯烃弹性体的实例包括烯烃嵌段共聚物,其为聚乙烯的弹性共聚物,例如基于聚乙烯的聚烯烃弹性体。基于聚乙烯的聚烯烃弹性体以商标名INFUSETM等获得。
聚烯烃弹性体的其它实例包括聚丙烯的共聚物,其可被称为基于聚丙烯的聚烯烃弹性体。基于聚丙烯的聚烯烃弹性体以商标名VERSIFYTM、NOTIOTM、和VISTAMAXXTM等获得。
术语“乙烯/α-烯烃互聚物”是指包含乙烯和具有3个或更多个碳原子的α-烯烃的聚合物。乙烯可包含乙烯/α烯烃互聚物的多数摩尔分数,即乙烯可包含至少约50摩尔%、至少约60摩尔%、至少约70摩尔%、至少约80摩尔%,或至少约90摩尔%的乙烯/α烯烃互聚物,其余的乙烯/α烯烃互聚物包含至少一个其它共聚单体,例如具有3个或更多个碳原子的α-烯烃。
术语“丙烯/α-烯烃互聚物”是指包含丙烯和具有除3个碳原子之外的α-烯烃的聚合物。丙烯/α-烯烃共聚物包含衍生自丙烯的单元和衍生自一种或多种α-烯烃共聚单体的聚合单元。这种共聚单体的实例包括C2和C4至C10α-烯烃;例如C2、C4、C6和C8α-烯烃。丙烯/α-烯烃共聚物可包含1至40重量%的衍生自一种或多种α-烯烃共聚单体的单元。本文中包括并且本文中公开1至40重量%的所有个别值和子范围;例如以丙烯/α-烯烃共聚物的总重量计,衍生自一种或多种α-烯烃共聚单体的重量%可为1、3、4、5、7或9重量%的下限至40、35、30、27、20、15、12或9重量%的上限。例如,丙烯/α-烯烃共聚物可包含1至35重量%的衍生自一种或多种α-烯烃共聚单体的单元;1至30重量%的衍生自一种或多种α-烯烃共聚单体的单元;3至27重量%的衍生自一种或多种α-烯烃共聚单体的单元;3至20重量%的衍生自一种或多种α-烯烃共聚单体的单元;或3至15重量%的衍生自一种或多种α-烯烃共聚单体的单元。在一些实施例中,丙烯/α-烯烃共聚物的特征在于包含(A)至少50,在60与小于100之间,在80与99之间和在85与99重量%之间的衍生自丙烯的单元,和(B)在大于0与50之间,在大于0与40之间,在1与20之间,在5与20之间,和在7与20重量%之间的衍生自乙烯和/或C4-C10α-烯烃中的至少一个的单元。
聚烯烃弹性体可包含呈聚合形式的乙烯和/或丙烯和一种或多种可共聚α-烯烃共聚单体,其特征在于两个或更多个聚合单体单元的多个嵌段或链段的化学或物理特性不同。即,聚烯烃弹性体为嵌段互聚物,或“烯烃嵌段共聚物”。聚烯烃弹性体可为多嵌段互聚物。在一个或多个实施例中,多嵌段共聚物可由下式表示:(AB)n,其中n为至少1,优选为大于1的整数,如2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100或更高,“A”表示硬嵌段或链段,并且“B”表示软嵌段或链段。优选地,A与B以与基本上支链或基本上星形方式相反的基本上直链方式连接。在一个或多个实施例中,A嵌段和B嵌段沿聚合物链无规分布。换句话说,嵌段共聚物通常不具有如下结构:AAA-AA-BBB-BB。在一个或多个实施例中,嵌段共聚物不具有包含不同共聚单体的第三类嵌段。在一个或多个实施例中,嵌段A和嵌段B中的每一个均具有基本上无规分布在嵌段内的单体或共聚单体。换句话说,嵌段A和嵌段B都不包含相异组合物的两个或更多个子链段(或子嵌段),如端部链段,其具有基本上与嵌段的其余部分不同的组成。
聚烯烃弹性体可包括各种量的“硬”和“软”链段。“硬”链段是指聚合单元的嵌段,其中以聚合物的重量计,乙烯以大于约95重量%并优选大于约98重量%的量存在。换句话说,以聚合物的重量计,硬链段中的共聚单体含量(即除乙烯以外的单体含量)小于约5重量%,并且优选小于约2重量%。在一个或多个实施例中,硬链段包含所有或基本上所有乙烯。另一方面,“软”链段是指聚合单元的嵌段,其中以聚合物的重量计,共聚单体含量(即除乙烯以外的单体含量)大于约5重量%,优选大于约8重量%、大于约10重量%或大于约15重量%。本公开的实施例提供,软链段中的共聚单体含量可为大于约20重量%、大于约25重量%、大于约30重量%、大于约35重量%、大于约40重量%、大于约45重量%、大于约50重量%或大于约60重量%。
聚烯烃弹性体中通常存在的软链段为聚烯烃弹性体的总重量的约1重量%至约99重量%。举例来说,聚烯烃弹性体中通常存在的软链段为聚烯烃弹性体的总重量的约5重量%至约95重量%、约10重量%至约90重量%、约15重量%至约85重量%、约20重量%至约80重量%、约25重量%至约75重量%、约30重量%至约70重量%、约35重量%至约65重量%、约40重量%至约60重量%或约45重量%至约55重量%。相反地,硬链段可以以类似范围存在。软链段重量百分比和硬链段重量百分比可以基于从DSC或NMR获得的数据来计算。这些方法和计算公开在美国专利申请公开号2006-0199930A1中。
可用于形成聚烯烃弹性体的烯烃单体和/或共聚单体的实例包括但不限于乙烯、丙烯、异丁烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯,和1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯、1-二十碳烯、3-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、4,6-二甲基-1-庚烯、4-乙烯基环己烯、乙烯基环已烷、降冰片二烯、亚乙基降冰片烯、环戊烯、环己烯、二环戊二烯、环辛烯、C4-C40二烯,包括但不限于1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、1,4-己二烯、1,5-己二烯、1,7-辛二烯、1,9-癸二烯、其它C4-C40α-烯烃等。聚烯烃弹性体的共聚单体含量可使用任何合适的技术来测量,如基于核磁共振(“NMR”)光谱的技术,以及例如美国专利7,498,282中所述的13C NMR分析,其以引入的方式并入本文中。丙烯/α-烯烃共聚物进一步详细描述于美国专利第6,960,635号和第6,525,157号中,其以引用的方式并入本文中。
根据ASTM D-1238(在230℃/2.16Kg下)测量,聚烯烃弹性体可具有在0.1至50克/10分钟范围内的熔体流动速率。本文中包括并且本文中公开0.1至50克/10分钟的所有个别值和子范围;例如0.1克/10分钟、0.2克/10分钟、0.5克/10分钟、2克/10分钟、4克/10分钟、5克/10分钟、10克/10分钟或15克/10分钟的下限至50克/10分钟、45克/10分钟、40克/10分钟、35克/10分钟、30克/10分钟、25克/10分钟、20克/10分钟、18克/10分钟、15克/10分钟、10克/10分钟、8克/10分钟或5克/10分钟的上限的熔体流动速率。在一些实施例中,聚烯烃弹性体可具有在0.1至30克/10分钟;0.1至25克/10分钟;0.1至20克/10分钟;或0.1至18克/10分钟;或0.1至15克/10分钟;或0.1至12克/10分钟;或0.1至10克/10分钟;或0.1至5克/10分钟范围内的熔体流动速率。
在一些实施例中,聚烯烃弹性体的分子量分布(MWD)(定义为重均分子量除以数均分子量(Mw/Mn))为3.5或更小;在替代方案中为3.0;或更小在另一个替代方案中为1.8至3.0。在其它实施例中,聚烯烃弹性体可具有约1至约40、约1至约15,或约1.8至约5的MWD。在一些实施例中,基于丙烯的弹性体可以表现出双峰分子量分布。用于测定分子量(Mn和Mw)和MWD的技术可发现于美国专利第4,540,753号(Cozewith,Ju和Ver Strate)(其以引用的方式并入本文中)和《大分子(Macromolecules)》,1988,第21卷,第3360至3371页(VerStrate等人)(其以引用的方式并入本文中)中。
在一些实施例中,聚烯烃弹性体可具有在至少0.5重量%(熔解热为至少0.75焦耳/克)至40重量%(熔解热小于76焦耳/克)范围内的结晶度。本文中包括并且本文中公开0.5重量%(熔解热为至少0.75焦耳/克)至40重量%(熔解热小于76焦耳/克)的所有个别值和子范围;例如0.5重量%(熔解热为至少0.75焦耳/克)、1重量%(熔解热为至少2焦耳/克)、2.5%(熔解热为至少4焦耳/克)或3%(熔解热为至少5焦耳/克)的下限至40重量%(熔解热小于76焦耳/克)、35重量%(熔解热小于67焦耳/克)、30重量%(熔解热小于50焦耳/克)、24重量%(熔解热小于40焦耳/克)、15重量%(熔解热小于24.8焦耳/克)或7重量%(熔解热小于11焦耳/克)的上限的结晶度。在一些实施例中,聚烯烃弹性体可具有在至少1重量%(熔解热为至少2焦耳/克)至24重量%(熔解热小于40焦耳/克)范围内的结晶度;或在替代方案中,聚烯烃弹性体可具有在至少1重量%(熔解热为至少2焦耳/克)至15重量%(熔解热小于24.8焦耳/克)范围内的结晶度;或在替代方案中,聚烯烃弹性体可具有在至少1重量%(熔解热为至少2焦耳/克)至7重量%(熔解热小于11焦耳/克)范围内的结晶度;或在替代方案中,聚烯烃弹性体可具有在至少1重量%(熔解热为至少2焦耳/克)至5重量%(熔解热小于8.3焦耳/克)范围内的结晶度。结晶度可以通过差示扫描热量测定(Differentialscanning calorimetry;DSC)法测量。
在一些实施例中,聚烯烃弹性体的分子量分布(MWD)(定义为重均分子量除以数均分子量(Mw/Mn))为3.5或更小;在替代方案中为3.0或更小;或在另一替代方案中为1.8至3.0。在其它实施例中,聚烯烃弹性体可具有约1至约40、约1至约15,或约1.8至约5的MWD。在一些实施例中,聚烯烃弹性体可表现出双峰分子量分布。用于测定分子量(Mn和Mw)和MWD的技术可发现于美国专利第4,540,753号(Cozewith,Ju和Ver Strate)(其以引用的方式并入本文中)和《大分子》,1988,第21卷,第3360至3371页(Ver Strate等人)(其以引用的方式并入本文中)中。
在一个实施例中,聚烯烃弹性体可包含至少0.001、至少0.005或至少0.01个长链支链/1000个总碳的平均值,其中术语长链支链,如本文关于聚烯烃弹性体所用,是指超过短链支链的至少一(1)个碳的链长,且如本文所用的短链支链是指小于共聚单体中的碳的数的两(2)个碳的链长。举例来说,丙烯/1-辛烯互聚物具有长链支链长度为至少七(7)个碳的主链,但这些主链还具有长度仅为六(6)个碳的短链支链。长链支链的最大数典型地不超过3个长链支链/1000个总碳。这种基于丙烯的弹性体进一步详细描述于美国临时专利申请第60/988,999号和国际专利申请第PCT/US08/082599号中,其每个均以引用的方式并入本文中。
可使用已知的聚合方法形成聚烯烃弹性体。对已知的聚合方法进行了讨论,尤其是在PCT申请第PCT/US2005/008916号中;PCT申请第PCT/US2005/008915号中;和PCT申请第PCT/US2005/008917号中,其均以全文引用的方式并入本文中。
作为一实例,这种已知聚合方法包括在加成聚合条件下使乙烯和/或丙烯和任选地一种或多种可加成聚合单体(除乙烯以外)与催化剂接触。催化剂的实例包括[N-(2,6-二(1-甲基乙基)苯基)酰氨基)(2-异丙基苯基)(α-萘-2-二基(6-吡啶-2-二基)甲烷)]铪二甲基;[N-(2,6-二(1-甲基乙基)苯基)酰氨基)(2-甲基苯基)(1,2-亚苯基-(6-吡啶-2-二基)甲烷)]铪二甲基;双[N,N′″-(2,4,6-三(甲基苯基)酰氨基)乙二胺]铪二苯甲基;双((2-氧代基-3-(二苯并-1H-吡咯-1-基)-5-(甲基)苯基)-2-苯氧基甲基)环己烷-1,2-二基锆(IV)二苯甲基;1,2-双-(3,5-二叔丁基亚苯基)(1-(N-(1-甲基乙基)亚氨基)甲基)(2-氧代基)锆二苯甲基;1,2-双-(3,5-二叔丁基亚苯基)(1-(N-(2-甲基环己基)-亚氨基)甲基)(2-氧代基)锆二苯甲基;(叔丁基酰氨基)二甲基(3-N-吡咯基-1,2,3,3a,7a-η-茚-1-基)二甲基硅烷钛;(叔丁基酰氨基)二(4-甲基苯基)(2-甲基-1,2,3,3a,7a-η-茚-1-基)二甲基硅烷钛;(叔丁基酰氨基)二(4-甲基苯基)(2-甲基-1,2,3,3a,8a-η-s-二环戊二烯并苯-1-基)二甲基硅烷钛;双(二甲基二硅氧烷)(茚-1-基)二氯化锆;及其组合等。
一个或多个实施例提供了可用于形成聚烯烃弹性体的穿梭剂。梭移剂的实例包括二乙基锌、二(异丁基)锌、二(正己基)锌、三乙基铝、三辛基铝、三乙基镓、异丁基双(二甲基(叔丁基)硅氧烷)铝、异丁基双(二(三甲基硅烷基)氨基化合物)铝、正辛基二(吡啶-2-甲醇)铝、双(正十八烷基)异丁基铝、异丁基双(二(正戊基)氨基化合物)铝、正辛基双(2,6-二-叔丁基苯酚)铝、正辛基二(乙基(1-萘基)氨基化合物)铝、乙基双(叔丁基二甲基硅氧烷)铝、乙基二(双(三甲基硅烷基)氨基化合物)铝、乙基双(2,3,6,7-二苯并-1-氮杂环庚烷氨基化合物)铝、正辛基双(2,3,6,7-二苯并-1-氮杂环庚烷氨基化合物)铝、正辛基双(二甲基(叔丁基)硅氧化铝、乙基(2,6-二苯基苯酚锌)以及乙基(叔丁醇锌)及其组合等。
如所提到,核心层和表层可各自分别包括聚苯乙烯。如本文所用,“聚苯乙烯”是指苯乙烯聚合物。苯乙烯聚合物的实例包括聚苯乙烯、橡胶改性聚苯乙烯(高抗冲击聚苯乙烯)、苯乙烯/丙烯腈共聚物(SAN)、橡胶改性SAN(丙烯腈丁二烯苯乙烯或丙烯腈乙烯苯乙烯)和苯乙烯马来酸酐共聚物。
聚苯乙烯可由聚合乙烯基芳香族单体形成。乙烯基芳香族单体的实例包括苯乙烯、烷基或芳基环取代的苯乙烯如对-甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对苯基苯乙烯及其组合等。交联剂,如二乙烯基芳香族化合物可用于形成聚苯乙烯。
聚苯乙烯可使用已知的聚合方法形成。例如,乙烯基芳香族单体可通过包括自由基或离子引发的聚合的方法聚合。合适的方法的实例为通过使用已知的烷基或芳基金属引发剂进行阴离子聚合。合适的引发剂包括烷基锂化合物,如正丁基锂、正戊基锂和其它烷基锂化合物、萘钠和萘钾等。通过添加某些添加剂,如极性化合物,包括醚如冠醚,叔胺和其它助剂可以缓和和/或加速聚合速率。
本公开的一个或多个实施例提供聚苯乙烯为高抗冲击聚苯乙烯,即本文所论述的乙烯基芳香族单体在至少一种橡胶的存在下聚合。合适的橡胶包括但不限于二烯橡胶、二烯嵌段橡胶、丁基橡胶、乙烯丙烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯单体(EPDM)橡胶、乙烯共聚物橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚异戊二烯橡胶、含卤素橡胶、硅酮橡胶及其组合。同样合适的是橡胶形成单体与其它可共聚单体的互聚物。合适的二烯橡胶包括但不限于共轭1,3-二烯的聚合物,例如丁二烯、异戊二烯、戊二烯、氯丁二烯,或这些二烯中两种或更多种的混合物。合适的橡胶还包括共轭1,3-二烯的均聚物和共轭1,3-二烯与一种或多种可共聚的单烯系不饱和单体的共聚物或共聚物,例如丁二烯或异戊二烯的均聚物或共聚物,其中1,3-丁二烯均聚物或共聚物是特别优选的。这种橡胶还包括任何这些1,3-二烯橡胶的混合物。其它橡胶包括1,3-丁二烯的均聚物,并包括1,3-丁二烯与一种或多种可共聚单体(如所讨论的乙烯基芳香族单体)的共聚物。以1,3-丁二烯共聚物的重量计,1,3-丁二烯的共聚物可为至少约30、至少约50、至少约70或至少约90重量%1,3-丁二烯并且至多约70、至多约50、至多约30或至多约10重量%乙烯基芳香族单体的无规、嵌段或递变嵌段橡胶。
以高抗冲击聚苯乙烯的总重量计,高抗冲击聚苯乙烯可具有1重量%至60重量%的橡胶含量。包括1重量%至60重量%的所有个别值和子范围;例如以高抗冲击聚苯乙烯的总重量计,高抗冲击聚苯乙烯可具有1、2、3、4或5重量%的下限至60、57.5、55、52.5或50重量%的上限的橡胶含量。
橡胶可为颗粒并且具有0.1微米至10微米的体积平均直径。包括0.1微米至10微米的所有个别值和子范围;例如橡胶可具有0.1、0.5或1微米的下限至10、9或8微米的上限的体积平均直径。如本文所用,“体积平均直径”是指橡胶颗粒的直径,包括橡胶颗粒内的乙烯基芳香族单体的所有闭塞。这些粒度可以使用基于光散射的设备,例如Coulter LS230和/或透射电子显微镜图像分析来测定。平均粒径和其它橡胶颗粒统计和百分比可以用Beckham Coulter:LS230光散射仪器和软件等测量。
核心层和/或表层可各自分别包括添加剂。添加剂的实例包括粘度降低的聚合物、增塑剂、增粘剂、染料、颜料、抗氧化剂、抗静电剂、粘结助剂、热稳定剂、光稳定剂、发泡剂、玻璃泡、淀粉、金属盐、微纤维,或其组合等。不同量的添加剂可用于各种应用。
本公开的实施例提供本文公开的多层膜可由多种方法形成。例如,多层膜可由吹塑膜方法或流延膜方法形成。
吹塑膜方法可使用挤出机加热、熔化并将多层膜的组分输送到模具。多层膜的每层可具有引入模具的相应流。通常,挤出温度为150℃至275℃。多层膜的组分可以从模具中拉出,形成管状,并穿过一对拉伸辊或轧辊。随后可从心轴引入内部压缩空气,使管的直径增加,从而形成所需大小的“气泡”。因此,在两个方向上可拉伸吹塑膜,即在轴向方向上,通过使用强制通风“吹出”气泡的直径,并且在气泡的纵向方向上,通过卷杆元件的作用拉动气泡穿过所述机构。在气泡外周周围引入外部空气以在熔体离开模具时对其进行冷却。通过将或多或少的内部空气引入气泡中,由此增加或减小气泡的大小可改变膜宽度。膜厚度是通过增加或减小拉伸辊或轧辊的速度以控制拉伸速率进行控制。气泡可在穿过拉伸辊或轧辊后塌缩。然后可以通过切割或密封进一步处理冷却的膜以产生各种消费产品。
对于流延膜方法,可以将多层膜的组分挤出到转向辊上,其中多层膜在一侧通过辊淬火。辊的速度可用于控制拉伸比和最终膜厚度。然后可将多层膜送至第二辊以在另一侧冷却。
本公开的一个或多个实施例提供本文公开的多层膜可用于许多其它应用,如挤出涂布方法或挤压层压方法等。对于挤出涂布方法,多层膜的组分可施加到移动衬底以产生经过涂布的衬底。对于挤压层压方法,多层膜的组分可施加到两个或更多个移动衬底以连接在一起。
如所提到,与其它膜相比,本文公开的多层膜可有利地改进粘连。另外,多层膜可有利地在横向和/或纵向上具有改进的力,例如5%伸长率处的力。此外,多层膜可以有利地具有改进的可加工性参数,例如,纵向力与横向力的比率,可能是许多应用例如层压所希望的,其中可能需要较小的沿纵向的伸长率。而且,与其它膜相比,多层膜可以有利地具有改进的剥离力。
实例
在实例中,使用各种材料的术语和名称,包括例如以下:
Granic 421(碳酸钙母料(LLDPE中73%CaCO3)可购自Granic Group(塔拉戈纳西班牙(Tarragona Spain));POLYBATCHTMFSU-105-E(滑动和防粘连母料(5%芥酸酰胺作为增滑剂,10%二氧化硅作为防粘连剂)可购自Schulmann);STYRON A-TECHTM1200(高抗冲击聚苯乙烯,其含有约8重量%聚丁二烯橡胶,密度为1.05g/cm3(ISO 1388),质量熔体流动为5g/10min(200℃,5kg,ISO 1133)可购自TRINSEO);聚烯烃弹性体I(VERSIFYTM 3300,基于聚丙烯的聚烯烃聚烯烃可购自陶氏化学公司);聚烯烃弹性体II(INFUSETM9107,基于聚乙烯的聚烯烃弹性体可购自陶氏化学公司)。
实例1,多层膜,如下形成。聚烯烃弹性体I、聚烯烃弹性体II和STYRON A-TECHTM1200进料到配备有25mm挤出机的Dr.COLLIN流延膜生产线并以以下运行:10%/80%/10%的层比率;7千克/小时的吞吐量;采取10m/min的速度;0.88mm的模隙;和约220C的熔融温度以得到实例1。实例1包括:由聚烯烃弹性体II(95重量%)和STYRON A-TECHTM1200(5重量%)形成的核心层;和两个表层,每一个分别由聚烯烃弹性体I(70重量%)和STYRON A-TECHTM1200(30重量%)形成。实例1具有50微米的总厚度,其中核心层为实例1的总厚度的80%并且两个表层每一个分别为实例1的总厚度的10%以使得表层合并为实例1的总厚度的20%。
比较实例A形成为实例I变化:核心层由聚烯烃弹性体II(98重量%)和POLYBATCHTMFSU-105-E(2重量%)形成;两个表层每一个分别由聚烯烃弹性体II(75重量%)、Granic 421(22重量%)和POLYBATCHTMFSU-105-E(3重量%)形成。
通过使用实例1和比较实例A的50米辊测定粘连。将相应辊展开,测量相关的力。分别测试实例1和比较实例A的挤出后1周和12周形成的辊。每个辊宽195mm,并以10m/min展开。在10、20、30、40和50米的展开膜之后测量每50mm长的力(报告为牛顿/50mm(N/50mm))。结果报告在表1中。
表1
表1的数据说明,对于挤出后一周和挤出后十二周两者,与由比较实例A形成的膜的辊相比,由实例1形成的膜的辊具有改进的,即,较低的粘连,如相应的力所示。
此外,表1的数据说明与由比较实例A形成的膜相比,由实例1形成的膜的辊的老化得到改进。如挤出后12周形成的辊所示,当由实例1形成的辊展开时,即更接近辊的中心时,相应的力保持相对一致。相反,当由比较实例A形成的膜的辊展开时,即更接近辊的中心时,相应的力显著增加。
对于实例1和比较实例A,根据ISO 527-3的拉伸测试测定5%伸长率处的力。拉伸特性实例1和比较实例A膜根据ISO 527-3在英斯特朗(Instron)拉伸测试器上使用具有100mm标距长度和500mm/min测试速度的15mm宽的条带测量。结果报告在表2中。
表2
表2的数据表明,与比较实例A相比,实例1在横向和纵向两者上具有5%伸长率处的改进的力。另外,表2的数据说明,与比较实例A相比,实例1具有改进的可加工性参数(纵向力/横向力)。此可加工性参数对于许多应用(例如层压)是期望的,其中沿纵向的较小伸长率可为有利的。
根据ISO 11339测定实例1和比较实例A的剥离力。使用实例1和比较实例A的25mm宽的部分,其具有30mm的抓握距离和300mm/min的测试速度。为了制备相应的测试材料,将6克热熔粘合剂(购自H.G.Fuller的D7 142)施加到24克粗梳非编织材料(购自Mondi Ascania的热应变24粗梳热黏合非编织物(Thermo Strain 24CardedThermobonded nonwoven))上,并且然后与实例1或比较实例A,其具有购自Nordson的JHT机器接触。对应于不老化,在制备后3天测定剥离力,并且在保持在40℃的烘箱中老化30天后测定剥离力。结果报告在表3中。
表3
剥离力(不老化) | 剥离力(30天老化) | |
实例1 | 5.1N/25mm | 4.5N/25mm |
比较实例A | 无粘合 | 无粘合 |
表3的数据说明,与比较实例A相比,实例1具有用于不老化测试和30天老化测试两者的改进的剥离力。改进的剥离力对于许多应用可为期望的,例如其中改进的粘合可为有利的。
Claims (10)
1.一种多层膜,其包含:
第一层,其以所述第一层的总重量计,由50至90重量%的聚烯烃弹性体和10至50重量%的聚苯乙烯形成;
第二层,其以所述第二层的总重量计,由70至100重量%的所述聚烯烃弹性体和0至30重量%的所述聚苯乙烯形成;和
第三层,其以所述第三层的总重量计,由50至90重量%的所述聚烯烃弹性体和10至50重量%的所述聚苯乙烯形成,其中所述第一层与所述第二层相邻并且所述第二层与所述第三层相邻。
2.根据权利要求1所述的多层膜,其中以所述多层膜的总重量计,所述第一层为所述多层膜的5至15重量%。
3.根据权利要求2所述的多层膜,其中以所述多层膜的总重量计,所述第二层为所述多层膜的70至90重量%。
4.根据权利要求3所述的多层膜,其中以所述多层膜的总重量计,所述第三层为所述多层膜的5至15重量%。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的多层膜,其中所述聚烯烃弹性体为烯烃嵌段共聚物。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的多层膜,其中所述聚苯乙烯为高抗冲击聚苯乙烯。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的多层膜,其中所述第一层和所述第三层中的每一个都具有1微米至10微米的厚度。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的多层膜,其中所述第二层具有15微米至60微米的厚度。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的多层膜,其中所述多层膜具有17微米至80微米的厚度。
10.一种用于形成多层膜的方法,其包含:
形成第一层,其以所述第一层的总重量计,由50至90重量%的聚烯烃弹性体和10至50重量%的聚苯乙烯形成;
形成第二层,其以所述第二层的总重量计,由70至100重量%的所述聚烯烃弹性体和0至30重量%的所述聚苯乙烯形成;和
形成第三层,其以所述第三层的总重量计,由50至90重量%的所述聚烯烃弹性体和10至50重量%的所述聚苯乙烯形成,其中所述第一层与所述第二层相邻并且所述第二层与所述第三层相邻。
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